光纖通信技術(shù)在信息化的應用

隨著(zhù)信息技術(shù)的發(fā)展，我國加大了對光纖通信系統的建設力度，使得信息化應用水平實(shí)現了巨大的進(jìn)步。光纖通信技術(shù)已經(jīng)成為整個(gè)信息化應用中不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)內容，成為整個(gè)經(jīng)濟發(fā)展和社會(huì )進(jìn)步的基本保障方式。在當前的信息化背景下，需要將光纖通信技術(shù)的具體應用提升到更高的水平上，發(fā)揮其在通信領(lǐng)域中的技術(shù)優(yōu)勢，為我國的整個(gè)信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定更加堅實(shí)的基礎。從這個(gè)意義上說(shuō)，本文的實(shí)踐價(jià)值得以充分體現，并可以為相關(guān)建設提供借鑒作用。光纖通信技術(shù)是當前進(jìn)行通信網(wǎng)絡(luò )建設所必須的技術(shù)內容，在建設和應用中有著(zhù)非常顯著(zhù)的優(yōu)勢。充分利用光纖通信技術(shù)在具體應用環(huán)節中的特點(diǎn)，結合我國信息化建設對于通信的需求，研究有著(zhù)更高性能同時(shí)在建設維護上有更低成本的光纖技術(shù)，這是滿(mǎn)足當前及今后相當長(cháng)一段時(shí)間內的重點(diǎn)任務(wù)。我國的經(jīng)濟和社會(huì )建設離不開(kāi)對信息技術(shù)的大力發(fā)展，這也是提升我國基本國力和世界競爭力的關(guān)鍵，更是我國最重要的發(fā)展機會(huì )。光纖通信技術(shù)的應用和發(fā)展，必須得到高度重視。

一、我國信息化建設概述

我國的信息化建設，始于上世紀80 年代，經(jīng)歷了初期的試探和技術(shù)引進(jìn)，逐漸形成了自我發(fā)展的目標，并持續加大國家層面的信息和通信技術(shù)研發(fā)與創(chuàng )新的力度。通過(guò)近些年的努力，尤其是5G通信建設上，已經(jīng)成為國際領(lǐng)先水平。并涌現出像華為和中興等有著(zhù)強大自主知識產(chǎn)權的領(lǐng)軍企業(yè)，在世界通信建設范圍內都有巨大聲譽(yù)和影響力。隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )經(jīng)濟的發(fā)展，國計民生對于信息化產(chǎn)業(yè)的基礎性能和網(wǎng)絡(luò )建設有著(zhù)更大建設和應用需求，新型冠狀肺炎疫情暴發(fā)期間，整個(gè)信息網(wǎng)絡(luò )發(fā)揮了巨大的作用，為抗擊疫情做出了巨大貢獻，這也是我國進(jìn)行相關(guān)建設獲得回報的一個(gè)重要標志。信息化建設已經(jīng)成為整個(gè)國家的發(fā)展戰略和未來(lái)建設必然選擇途徑，利用信息化建設形成的新態(tài)勢和技術(shù)優(yōu)勢，會(huì )對國家的整個(gè)經(jīng)濟發(fā)展提供更大的活力和發(fā)展潛力，包括電子商務(wù)和知識經(jīng)濟等發(fā)展，其實(shí)質(zhì)也就是信息化建設的一個(gè)側面。信息化社會(huì )和信息革命的稱(chēng)法對于我國的全面發(fā)展來(lái)說(shuō)是非常貼切的。從發(fā)展的角度看，哪個(gè)國家掌握了新一代信息化的核心技術(shù)，其就有了站在更高競爭起點(diǎn)上獲得發(fā)展的優(yōu)勢。

二、光纖通信技術(shù)在信息化應用分析

信息化建設對于我國的發(fā)展有著(zhù)至關(guān)重要的影響，作為其最關(guān)鍵的基礎，通信技術(shù)是其核心內容。只有基礎的通信得到充分保障，整個(gè)信息化建設才能達到應有的建設程度。在所有的通信技術(shù)中，光纖通信技術(shù)是不可或缺的組成部分，作為通信通路的基本載體，光纖通信的具體應用及其應用水平，也可以視為一個(gè)國家和地區信息化建設水平的基本標志。

（一）光纖通信實(shí)際應用

信息社會(huì )建設，就是對信息的收集、處理、傳輸實(shí)現最大程度的高效率和低成本，其中，信息傳輸是光纖通信技術(shù)的適用范圍，作為信息的載體，可以實(shí)現大量數據信息的高速傳輸。光纖通信技術(shù)將光作為信號模式，通過(guò)光纖構成的通路，在不同地點(diǎn)之間進(jìn)行信息的傳輸，并取代了原來(lái)的導線(xiàn)傳輸，使得整個(gè)信號的質(zhì)量和傳輸效率都得到較大程度的提升。如圖1 。光纖通信技術(shù)產(chǎn)生和發(fā)展，使得世界范圍內的信息傳遞具備更大的便利性。這主要是源于光纖技術(shù)本身的一些技術(shù)優(yōu)勢：1.帶寬保障，使得通信容量得到非常顯著(zhù)提升相比于普通電纜、網(wǎng)線(xiàn)、同軸線(xiàn)等信道選擇，光纖的帶寬優(yōu)勢更加顯著(zhù)，能夠在光纜內傳輸更多信號內容，不但數量上有保證，質(zhì)量上和效率上都可以得到大幅度提升。2.不易受到環(huán)境電磁干擾因為通信系統運行狀態(tài)下光纖內所傳輸的信號為光信號，與傳統的電信號相比，對電磁環(huán)境沒(méi)有任何相互影響，使得整個(gè)線(xiàn)路的工作更加穩定，信號的失真度和準確性得以充分保障。3.信號衰減程度大幅下降光纖對信號的衰減程度相比電纜等傳輸介質(zhì)，有著(zhù)極大的優(yōu)勢，使得信號在傳輸時(shí)能夠保持最低限度的衰減，這一特點(diǎn)使得采用光纖進(jìn)行長(cháng)距離傳輸成為現實(shí)。4.功耗小，設備穩定性好光纖通信的電源選擇可以采用較低電壓支持仍然可以穩定運行，在功耗方面表現優(yōu)良。也因為其低功耗的特點(diǎn)，使得光纖設備有穩定的運營(yíng)效果，故障率非常低，同時(shí)在檢修維護等方面，其成本也非常低?；谶@些性能和建設優(yōu)勢，光纖通信將在未來(lái)有更大的發(fā)展，尤其是信息化社會(huì )建設逐步深入影響更加全面徹底的條件下，其未來(lái)發(fā)展更值得期待。我國的光纖通信技術(shù)應用和建設，已經(jīng)成為目前的通信應用的主流技術(shù)內容，通過(guò)光纖通信技術(shù)的具體應用，使得通信保障能力和發(fā)展都得到了較高的應用質(zhì)量。從目前來(lái)看，我國的光纖技術(shù)已經(jīng)達到了比較高的應用水平，基本實(shí)現了有線(xiàn)通信的主導技術(shù)選擇。

（二）光纖通信技術(shù)主要形式

目前我國所采用的光纖技術(shù)主要包括下面幾種形式：1 、有源光纖技術(shù)這類(lèi)光纖主要是指摻有稀土離子的光纖，以此構成激光活性物質(zhì)，這是制造光纖光放大器的核心物質(zhì)。不同摻雜的光纖放大器應用于不同的工作波段，這些摻雜光纖放大器與喇曼光纖放大器一起給光纖通信技術(shù)帶來(lái)了革命性的變化。它可以直接放大光信號，延長(cháng)傳輸距離；在光纖通信網(wǎng)和有線(xiàn)電視網(wǎng)中作分配損耗補償；此外，在波分復用系統中及光孤子通信系統中是不可缺少的關(guān)鍵元器件。正因為有了光纖放大器，才能實(shí)現無(wú)中繼器的百萬(wàn)公里的光孤子傳輸。2 、色散補償光纖技術(shù)隨著(zhù)傳輸距離的增加，會(huì )導致誤碼，使信號失真。為克服這一問(wèn)題，必須采用色散值為負的光纖，即將反色散光纖串接入系統中以抵消正色散值，從而控制整個(gè)系統的色散大小。這里的反色散光纖就是所謂的色散補償光纖。色散補償光纖是利用基模波導色散來(lái)獲得高的負色散值，通常將其色散與衰減之比稱(chēng)作質(zhì)量因數，質(zhì)量因數當然越大越好。為了能在整個(gè)波段均勻補償常規單模光纖的色散，又開(kāi)發(fā)出一種既補償色散又能補償色散斜率的"雙補償"光纖。該光纖的特點(diǎn)是色散斜率之比與常規光纖相同，但符號相反，所以更適合在整個(gè)波形內的均衡補償。3 、光纖光柵技術(shù)光纖光柵是利用光纖材料的光敏性在紫外光的照射下，于光纖芯部產(chǎn)生周期性的折射率變化而制成的。使用的是摻鍺光纖，在相位掩膜板的掩蔽下，用紫外光照射，使纖芯的折射率產(chǎn)生周期性的變化，然后經(jīng)退火處理后可長(cháng)期保存。相位掩膜板實(shí)際上為一塊特殊設計的光柵，其正負一級衍射光相交形成干涉條紋，這樣就在纖芯逐漸產(chǎn)生成光柵。光柵周期模板周期的二分之一。光柵本身是一種選頻器件，利用光纖光柵可以制作成許多重要的光無(wú)源器件及光有源器件。4 、多芯單模光纖技術(shù)多芯光纖是一個(gè)共用外包層、內含有多根纖芯、而每根纖芯又有自己的內包層的單模光纖。這種光纖的明顯優(yōu)勢是成本較低，生產(chǎn)成本較普通的光纖約低50%。此外，這種光纖可以提高成纜的集成密度，同時(shí)也可降低施工成本。以上是光纖技術(shù)在近幾年里所取得的主要成就。至于光纜方面的成就，我們認為主要表現在帶狀光纜的開(kāi)發(fā)成功及批量化生產(chǎn)方面。這種光纜是光纖接入網(wǎng)及局域網(wǎng)中必備的一種光纜。光纜的含纖數量達千根以上，有力地保證了接入網(wǎng)的建設。

（三）光纖通信技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢

光纖通信技術(shù)未來(lái)有著(zhù)非常光明的發(fā)展前景，信息化網(wǎng)絡(luò )建設的范圍越廣，光纖網(wǎng)絡(luò )的優(yōu)勢就越明顯。整個(gè)世界的信息化建設目前還只是探索階段，只要是涉及有線(xiàn)通信，光纖技術(shù)就可以發(fā)揮其巨大的影響和優(yōu)勢，為信息化建設提供強大動(dòng)力。1 、家用光纖通信技術(shù)將更加普及目前的光纖應用技術(shù)，是通信技術(shù)中有線(xiàn)技術(shù)的基礎，只要存在有線(xiàn)通信的市場(chǎng)需要，就必然會(huì )有光纖通信技術(shù)的一席之地。而整個(gè)市場(chǎng)或者用戶(hù)，最主要的地方就是家庭，通過(guò)通信技術(shù)將家庭與世界相連，成為世界發(fā)展的一個(gè)基本單位，這是未來(lái)的必然趨勢。隨著(zhù)各種智能化電子設備在家庭中的普及，包括電視、互聯(lián)網(wǎng)和智能家居等，可以實(shí)現遠程的管理，這些離不開(kāi)對高質(zhì)量信息網(wǎng)絡(luò )通信的基本保障能力。這些建設需要對帶寬需求以及運行穩定性需求都會(huì )有非常顯著(zhù)的提升，光纖通信技術(shù)能夠有效解決這些基本的標準和要求，使得其自身也能夠獲得更大更廣闊的發(fā)展空間。2 、全光網(wǎng)絡(luò )化建設在目前我國的城市信息化網(wǎng)絡(luò )建設中，存在多種形式并用的效果，尤其對于有線(xiàn)通信來(lái)說(shuō)，電纜等傳統有線(xiàn)通信方式還在很多地區存在甚至發(fā)揮關(guān)鍵性的作用。這些環(huán)節成為整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò )的瓶頸部分，將造成網(wǎng)絡(luò )數據的堆積和擁堵問(wèn)題。光纖通信技術(shù)的普及，就是要將這些采用電纜形式對信號傳輸的技術(shù)進(jìn)行替換，將建成以光纖和移動(dòng)通信為主的系統化網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)模式，使得智能城市和網(wǎng)絡(luò )化信息建設達到預期的建設水平。3 、拓展光纖技術(shù)的應用范圍目前的光纖通信技術(shù)主要是點(diǎn)對點(diǎn)的方式，這主要是因為光信號處理本身面臨著(zhù)一些實(shí)際的技術(shù)困難，其連接的設備都是電氣設備，因此需要對光信號進(jìn)行電信號的轉換，才能達到使用目的。未來(lái)對于直接采用光技術(shù)進(jìn)行信號處理的技術(shù)設備更加完善，就可以避免信號轉換環(huán)節，使得信息處理能力有更大的提升，最終形成更具拓展性的新創(chuàng )新，并為整個(gè)光纖技術(shù)的發(fā)展提供更為廣闊的發(fā)展。

三、結束語(yǔ)

綜上所述，光纖通信技術(shù)是最重要的通信技術(shù)內容，直接決定了網(wǎng)絡(luò )通信的質(zhì)量和效率。光纖通信技術(shù)決定了通信帶寬和數據流暢度，因此對于當前信息化建設的程度和質(zhì)量有著(zhù)極其重要的影響，是我國基礎通信領(lǐng)域最重要的建設和技術(shù)開(kāi)發(fā)內容。從目前的建設水平來(lái)看，光纖通信技術(shù)在信息化應用中還存在諸多不盡如人意的地方，這些地方就是需要相關(guān)部門(mén)加大整個(gè)研發(fā)和創(chuàng )新的力度，為最終實(shí)現更高質(zhì)量的信息化社會(huì )做出應有的貢獻。國家的發(fā)展，很大程度上取決于這些基礎建設上的突破和創(chuàng )新發(fā)展，其有著(zhù)巨大的現實(shí)意義和深遠影響。